심준호 대구대 교수, 인공 암모니아 관련 정부 연구과제 선정

과기정통부 '중견연구 유형1' 선정...5년간 12억 규모
질소→암모니아 변환, 전기화학적 에너지원 생산 연구
"인공 암모니아 합성 연구를 통해 탄소배출을 획기적으로 절감할 것"

심준호 대구대 화학교육과 교수./사진제공=대구대

대구대학교는 최근 심준호 화학교육과 교수가 과학기술정보통신부의 '중견연구 유형1'에 선정돼 5년간 12억원 규모의 연구과제를 수행하게 됐다고 23일 밝혔다.

심 교수는 지속가능한 인공 암모니아 합성에 대해 연구하고 있다. 암모니아(NH3)는 비료와 폭발물, 플라스틱, 의약품 제조에 필수적인 요소다. 반도체와 LED산업의 급속한 성장, 수소 운반체로서의 잠재력 덕분에 더욱 주목받고 있다.

대기 중 78%를 차지하는 질소(N2)는 강한 삼중결합 에너지 때문에 활용이 어려웠지만 암모니아의 생산 전구체로 떠오르면서 그 가치가 재조명됐다. 하지만 현재 산업현장에서 쓰이는 암모니아 합성 방법인 하버-보쉬(Haber-Bosch) 공정은 암모니아 1톤당 약 2.9톤의 이산화탄소(CO2)를 발생시켜 환경에 큰 부담을 준다.

이에 심 교수는 질소를 암모니아로 변환하는 전기화학적 에너지원 생산기술에 대해 연구했다. 연구의 목적은 질화탄소(C3Nx)를 통해 질소 흡착에 필요한 공극을 원자 수준에서 정밀하게 조절하는 것이다. 이는 암모니아의 생성 효율 극대화는 물론 선택의 폭도 넓힐 수 있다.

심 교수는 "이 연구의 방향은 전기화학적 질소 고정을 위한 고효율 촉매를 개발하고, 촉매 활성점을 제어해 지속가능한 암모니아 합성법을 찾는 것"이라며 "인공 암모니아 합성 과정에서 배출되는 탄소양을 줄이고, 화석연료 과소비 문제를 해결하는데 도움 되리라 생각한다"고 전했다.